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基于动量迭代快速梯度符号的SAR-ATR深度神经网络黑盒攻击算法

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雷达学报（中英文） 2024年第3期13卷 714-729页

作者：万烜申刘伟牛朝阳卢万杰中国人民解放军战略支援部队信息工程大学数据与目标工程学院郑州450000

合成孔径雷达自动目标识别(SAR-ATR)领域缺乏有效的黑盒攻击算法,为此,该文结合动量迭代快速梯度符号(MI-FGSM)思想提出了一种基于迁移的黑盒攻击算法。首先结合SAR图像特性进行随机斑点噪声变换,缓解模型对斑点噪声的过拟合,提高算法... 详细信息

合成孔径雷达自动目标识别(SAR-ATR)领域缺乏有效的黑盒攻击算法,为此,该文结合动量迭代快速梯度符号(MI-FGSM)思想提出了一种基于迁移的黑盒攻击算法。首先结合SAR图像特性进行随机斑点噪声变换,缓解模型对斑点噪声的过拟合,提高算法的泛化性能;然后设计了能够快速寻找最优梯度下降方向的ABN寻优器,通过模型梯度快速收敛提升算法攻击有效性;最后引入拟双曲动量算子获得稳定的模型梯度下降方向,使梯度在快速收敛过程中避免陷入局部最优,进一步增强对抗样本的黑盒攻击成功率。通过仿真实验表明,与现有的对抗攻击算法相比,该文算法在MSTAR和FUSAR-Ship数据集上对主流的SAR-ATR深度神经网络的集成模型黑盒攻击成功率分别提高了3%~55%和6.0%~57.5%,而且生成的对抗样本具有高度的隐蔽性。

关键词：合成孔径雷达目标识别黑盒攻击拟双曲动量算子斑点噪声变换

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基于空间拓扑条件控制的等高线化简方法

地球信息科学学报 2024年第7期26卷 1659-1671页

作者：李元復孙群温伯威周炤朱蕊中国人民解放军战略支援部队信息工程大学地理空间信息学院郑州450052

等高线是地形图上的重要要素之一,其化简过程需要兼顾主要地形结构特征的保持、数据精度的控制以及相交和视觉混淆的避免等问题,现有研究大多没有同时兼顾这3个方面。针对上述问题,本文在现有方法使用的误差带的基础上,进一步引入隔离... 详细信息

等高线是地形图上的重要要素之一,其化简过程需要兼顾主要地形结构特征的保持、数据精度的控制以及相交和视觉混淆的避免等问题,现有研究大多没有同时兼顾这3个方面。针对上述问题,本文在现有方法使用的误差带的基础上,进一步引入隔离带的概念,并对它们在几何中的定义进行数学描述,提出将空间拓扑条件应用于等高线化简的策略。根据这一策略,对谷地弯曲选取(Valley Bend Selection,VBS)算法和Douglas-Peucker(DP)算法进行改进,从而得到空间拓扑条件控制下的VBS(Spatial-Topologic-Condition-Controlled VBS,STCC-VBS)算法和空间拓扑条件控制下的DP(Spatial-Topologic-Condition-Controlled DP,STCC-DP)算法。最后,将这2种方法应用于1:5万比例尺地形图等高线化简生成1:10万比例尺地形图等高线的任务中,并与现有的2种单纯以误差带控制的等高线化简方法进行对比。实验结果表明,STCC-VBS算法和STCC-DP算法都有效避免了相交问题,同时以改进前的方法为参考,在算法参数相同的情况下,分别在节点约减率降低8.33%和2.06%同时,使等高线偏移率降低了22.97%和12.65%,化简效果得到显著改善。其中,STCC-VBS算法在约减54.58%的节点的同时,仍能使地形特征线保持率达到94.73%,在有效约减数据量的前提下,较好地保持了主要地形特征。2种算法在效率方面均优于2种单纯以误差带控制的等高线化简方法。

关键词：地形等高线数字高程模型制图综合线化简误差带隔离带空间拓扑条件

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基于2KNTT的多项式乘法单元设计

电子学报 2024年第2期52卷 455-467页

作者：陈韬李慧琴吴艾青李伟南龙梅中国人民解放军战略支援部队信息工程大学河南郑州450000

在格基抗量子公钥密码算法的基础运算中,多项式乘法在硬件实现上消耗大量的时间.为提高实际运算性能,本文通过分析多项式乘法运算中数论变换的快速实现算法,提出一种面向CRYSTALS-Kyber算法、适应硬件实现的2n次单位根预处理型快速数论... 详细信息

在格基抗量子公钥密码算法的基础运算中,多项式乘法在硬件实现上消耗大量的时间.为提高实际运算性能,本文通过分析多项式乘法运算中数论变换的快速实现算法,提出一种面向CRYSTALS-Kyber算法、适应硬件实现的2n次单位根预处理型快速数论变换算法架构,利用小位宽数论变换的并行处理与复杂度低的计算形式来减少运算时间.整体运算架构在结合算法特殊性质后,确定了32路并行的设计模型.在此基础上,设计了一种与该架构匹配的统一化运算单元和数据读写不冲突、地址分配最优的存储单元.实验结果表明,在65 nm的互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺下,97 ns完成一组项数为256、模数为3329的多项式乘法运算,花费108个周期,最高工作频率可达到1.1 GHz,面积时间积为20.7(kGE·μs).

关键词：格基抗量子公钥密码算法 CRYSTALS-Kyber 多项式乘法 2KNTT 硬件实现

基于结构张量降维和改进上下文感知相关滤波器的高光谱目标跟踪

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光学学报 2024年第11期44卷 150-160页

作者：赵东胡斌庄宇辰滕翔王超李佳郭业才南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 无锡学院电子与信息工程学院江苏无锡214105 西安电子科技大学物理学院陕西西安710071 中国人民解放军空军工程大学基础部陕西西安710051

针对高光谱目标跟踪算法在目标受遮挡时跟踪漂移的问题,本文提出一种基于结构张量降维和改进上下文感知相关滤波器的高光谱目标跟踪算法。首先利用结构张量提取目标区域和搜索区域的边缘纹理信息,再对结构张量进行分解得到对应目标区域... 详细信息

针对高光谱目标跟踪算法在目标受遮挡时跟踪漂移的问题,本文提出一种基于结构张量降维和改进上下文感知相关滤波器的高光谱目标跟踪算法。首先利用结构张量提取目标区域和搜索区域的边缘纹理信息,再对结构张量进行分解得到对应目标区域和搜索区域的特征向量,通过计算每个波段目标区域特征向量与搜索区域特征向量之间的马氏距离,获得当前帧高光谱图像的多维光谱权重,再利用多维光谱权重与高光谱图像进行加权融合实现降维,同时利用光谱信息与VGG19网络来提取降维后图像的深度特征;然后在训练分类器时,为抑制循环位移带来的边界效应,通过计算响应图的干扰因子来改进引入的上下文信息,当后续帧因干扰因素导致跟踪产生误差,并且随时间增加导致累积误差超过设定阈值的时候,本文所提跟踪算法将初始帧的响应图与当前帧的响应图融合,以便及时对跟踪结果进行校正;最后在标准数据集上验证了算法的性能,实验结果表明,本文所提跟踪算法与对比算法相比较,在克服目标遮挡方面具有更好的鲁棒性。

关键词：目标跟踪结构张量降维光谱信息干扰因子上下文信息

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基于图嵌入的二进制代码模块划分方法

计算机研究与发展 2024年第9期61卷 2275-2289页

作者：孙华启康绯舒辉黄宇垚卜文娟中国人民解放军战略支援部队信息工程大学郑州450001

软件逆向分析作为网络空间安全领域研究的核心支撑技术,在软件漏洞分析、恶意代码行为分析等方面有着广泛应用.二进制代码的模块划分是该领域研究中的关键问题,通过将复杂或者大体量软件合理划分为若干模块,对于帮助分析者快速、准确理... 详细信息

软件逆向分析作为网络空间安全领域研究的核心支撑技术,在软件漏洞分析、恶意代码行为分析等方面有着广泛应用.二进制代码的模块划分是该领域研究中的关键问题,通过将复杂或者大体量软件合理划分为若干模块,对于帮助分析者快速、准确理解软件结构与功能,提高分析效率起着重要作用.对此,常见方法是将代码中的函数及其调用关系看作复杂网络,通过社区发现算法来进行函数聚类,实现模块划分,该类方法通常只考虑节点之间的连接关系,忽略了节点的属性、节点之间的相似度等信息,且对噪声和异常值比较敏感.为了解决这些问题,提出了一种基于图嵌入的二进制代码模块划分(graph embedding based binary code modularization,GEBCM)方法.该方法首先将软件系统抽象为属性图,然后通过带有注意力机制和排名机制的图嵌入聚类方法对函数节点进行嵌入表示并聚类.通过聚类将二进制文件分组为更具有完整功能的独立部分,揭示了复杂程序结构中分离的模块语义信息.在2个数据集上进行的实验评估,验证了所提出的GEBCM方法的有效性.评估结果表明,相比其他二进制模块化工作,GEBCM的F1值平均提高10.2个百分点.此外,在针对恶意样本的评估实验中,GEBCM能有效地划分出恶意代码的模块,表现出优秀的可扩展性.

关键词：聚类图嵌入程序分析模块划分逆向工程

室内可见光通信亮度可控混合多层OFDM调制方法

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中国激光 2024年第2期51卷 97-105页

作者：任嘉伟汪涛徐志坚曲晶中国人民解放军战略支援部队信息工程大学信息系统工程学院河南郑州450001

针对室内可见光通信的通照一体需求,为实现高效数据通信和调光控制相结合,在多层非对称裁剪光正交频分复用(LACO-OFDM)信号分时正负叠加调光方法的基础上,通过在LACO-OFDM信号上叠加一个经过设计的周期信号来产生叠加的LACO-OFDM(SLACO-... 详细信息

针对室内可见光通信的通照一体需求,为实现高效数据通信和调光控制相结合,在多层非对称裁剪光正交频分复用(LACO-OFDM)信号分时正负叠加调光方法的基础上,通过在LACO-OFDM信号上叠加一个经过设计的周期信号来产生叠加的LACO-OFDM(SLACO-OFDM)信号,可以在不引入额外干扰的情况下,降低多层信号的峰均功率比。再利用正负SLACO-OFDM信号按比例结合的方式来实现混合调光。分析了通信和调光约束条件下,层间功率比例因子和混合比例因子的设置方法。提出的混合SLACO-OFDM具有更小的峰均功率比,充分利用了发光二极管(LED)整个动态范围。仿真结果表明,提出的调制方法相对于传统的多层传输方式可以获得更好的误码率性能,相对于常见调光调制方式可以获得更高的频谱效率。

关键词：光通信可见光通信调光控制峰均功率比混合多层调制

面向光学遥感卫星星上定位精度优化的轻量化矢量控制库技术

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光学学报 2024年第6期44卷 341-352页

作者：李明董杨范大昭纪松宋佳璇高定中国人民解放军战略支援部队信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001

针对当前光学智能遥感卫星有限存储能力对全球控制信息的轻量化需求,提出一种面向光学遥感卫星星上定位精度优化的轻量化矢量控制库技术。首先,在地面提取完整道路网,通过道路细化、节点提取以及拓扑关系构建等处理,生成星上轻量化矢量... 详细信息

针对当前光学智能遥感卫星有限存储能力对全球控制信息的轻量化需求,提出一种面向光学遥感卫星星上定位精度优化的轻量化矢量控制库技术。首先,在地面提取完整道路网,通过道路细化、节点提取以及拓扑关系构建等处理,生成星上轻量化矢量控制库并上注卫星;其次,星上在轨提取道路结构,并利用随机游走避免道路缺失的影响,生成随机游走矢量结构;然后,引入隐马尔科夫模型,搜索对应矢量,并设计分层匹配策略以精化匹配结果,实现星上轻量化矢量控制库与随机游走矢量结构的匹配;最后,利用不同类型卫星影像进行随机游走矢量结构提取、星上矢量匹配以及定位性能分析。结果表明,所提光学遥感卫星的星上轻量化矢量控制库能够有效改善非量测光学遥感卫星定位精度,验证了其在光学智能遥感卫星中的可行性。

关键词：轻量化处理矢量控制库星上智能处理矢量匹配高分辨率光学遥感卫星

高可靠信息系统非相似冗余架构中的执行体同步技术

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 2122-2136页

作者：于洪刘勤让魏帅兰巨龙中国人民解放军战略支援部队信息工程大学信息技术研究所郑州450000

非相似冗余架构被广泛使用到信息系统中,提高系统的安全性和可靠性。非相似冗余架构中的执行体之间存在差异,当系统正常工作时,执行体表现一致,但在面对恶意攻击行为时,执行体会表现出不一致。架构通过比较执行体的表现监控系统、感知威... 详细信息

非相似冗余架构被广泛使用到信息系统中,提高系统的安全性和可靠性。非相似冗余架构中的执行体之间存在差异,当系统正常工作时,执行体表现一致,但在面对恶意攻击行为时,执行体会表现出不一致。架构通过比较执行体的表现监控系统、感知威胁,从而提升系统安全可靠性。执行体的同步监控,是所有非相似冗余架构都需要解决的难题。目前没有针对同步技术比较系统性的描述和总结。该文首先对执行体同步问题进行了抽象建模,然后提出基于同步点的同步技术分类方法,并分别对每种技术的基本方式、流行度、优缺点进行了总结。该文还提出了影响同步效果的3个重要指标:同步点、误报率和性能,同时给出了同步技术的数学模型,可用于同步技术的设计评估。最后,结合网络弹性工程领域和软件定义晶上系统领域的发展,指出了同步技术未来的发展潜力和可能的发展方向。

关键词：非相似冗余多变体异构冗余执行体同步

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融合用户特征的图注意力微博谣言检测模型

中文信息学报 2024年第8期38卷 140-146页

作者：杨帆李邵梅解放军战略支援部队信息工程大学河南郑州450001

随着网络和通信技术的发展,谣言借助微博等平台可快速扩散,形成病毒式传播,给国家安全和社会稳定造成严重的安全隐患。为了提高谣言自动检测的准确率,对基于图注意力网络的全局-局部注意力编码谣言检测模型进行了改进。首先,引入用户属... 详细信息

随着网络和通信技术的发展,谣言借助微博等平台可快速扩散,形成病毒式传播,给国家安全和社会稳定造成严重的安全隐患。为了提高谣言自动检测的准确率,对基于图注意力网络的全局-局部注意力编码谣言检测模型进行了改进。首先,引入用户属性信息对微博文本内容特征和传播结构特征进行补充,得到更高阶特征;其次,改进图注意力机制以得到更健壮的节点聚合特征,为判决是否为谣言提供更准确的依据。在微博谣言数据集上的实验结果表明,相对于已有算法,该文提出的检测模型具有更高的检测准确率。

关键词：谣言检测图注意力机制用户属性信息传播结构信息